Корпорация Fujitsu представила действующий прототип квантового вычислителя, построенного на алмазных спиновых кубитах. Это не просто лабораторный эксперимент, а реальная попытка решить главную проблему квантовых систем — масштабирование. Вместо наращивания числа кубитов в одном устройстве, инженеры предлагают соединять отдельные модули через фотонные каналы, что открывает путь к созданию распределенных квантовых сетей.
Алмазная основа: почему SnV-центры
В основе разработки лежат олово-вакансионные центры (SnV) в кристаллической решетке алмаза, выполняющие роль кубитов. Эти дефекты интегрированы с фотонными интегральными схемами, что позволяет считывать квантовые состояния оптическим методом. Выбор пал на SnV-центры не случайно: в отличие от более распространенных NV-центров, они обладают высокой структурной симметрией и демонстрируют меньшую восприимчивость к внешнему шуму, что критически важно для стабильной работы.
Прототип функционирует при температуре около −271,6 °C. Это немного теплее, чем среда для сверхпроводниковых аналогов (примерно −273,13 °C), что упрощает эксплуатацию и снижает требования к криогенному оборудованию. Управление системой осуществляется через фирменную гибридную платформу Fujitsu, которая абстрагирует пользователя от аппаратной архитектуры, делая взаимодействие интуитивным.
Технологические детали и путь к модульности
Ключевой инновацией стало соединение алмазных структур с фотонными схемами. Для этого инженерам пришлось решить нетривиальную задачу: уменьшить толщину алмазного слоя с сотен микрометров до сотен нанометров и разработать методы соединения алмаза с другими материалами. Именно это позволяет создавать компактные, оптически связанные модули.
Fujitsu уже анонсировала планы по созданию многомодульной версии квантового компьютера в 2027 году. Параллельно стартуют работы по гибридизации алмазной и сверхпроводниковой архитектур, что может привести к созданию универсальных вычислительных комплексов. Проект является результатом коллаборации с Делфтским техническим университетом и исследовательским центром QuTech, стартовавшей еще в 2020 году, и поддержан нидерландской программой Holland High Tech.
Дорожная карта Fujitsu амбициозна: к 2030 году планируется достичь 250 логических кубитов, а к 2035 году — 1000. Однако стоит подчеркнуть, что это цели, а не текущие достижения. Пока прототип демонстрирует лишь базовую функциональность, но сам факт использования фотонных связей для масштабирования — это стратегически верный шаг, который может кардинально изменить экономику квантовых вычислений в ближайшее десятилетие.
Мой взгляд: переход к модульным системам с оптической связью — это единственный реалистичный путь к созданию отказоустойчивых квантовых машин. Если Fujitsu удастся успешно интегрировать алмазные и сверхпроводниковые технологии, это может стать основой для нового стандарта в индустрии.